“核炸”火星？移民火星还需从长计议

文 杨宇光

近日，媒体转发了美国SpaceX公司创始人马斯克关于改造火星环境，以使其适合人类居住的设想，包括采用核弹爆炸以及部署在轨道上的阳光反射器等方式。那么，改造火星是否必要，马斯克提出的改造火星的方式是否可行呢？

地狱般的火星环境

火星的确是太阳系内最接近地球的天体，它的直径大约为地球的一半，密度和地球比较接近，因此其质量大约是地球的14%。而火星的自转速度几乎与地球相同，因此火星上的一天与地球上一天的长度是非常接近的。另外，由于火星自转轴与其轨道面的夹角与地球相似，因此在火星上有类似于地球的四季变化，只不过由于火星的公转周期大约是地球的两倍，所以它的春夏秋冬变化周期是两年而不是一年。

火星除了上述这些与地球相似的地方之外，其他各方面条件堪比地狱：火星表面的大气压只有地球表面的大约1/100，所以人类在火星表面必需穿着能够维持人体生存压力的宇航服才行。而火星表面的压力虽然低，却足以掀起火星表面的尘埃，导致火星会周期性地发生全球性沙尘暴，就连火星表面执行科学考察任务的探测器都会因为在沙尘暴期间接收不到足够的太阳能而被迫处于休眠状态。另外，火星大气的主要成分是二氧化碳，虽然我们可以从中提取氧气，但显然无法直接用来呼吸。

由于火星环绕太阳运行的轨道偏心率比较大，所以火星表面的温度在不同季节差异极大。在火星，即便在夏季也只有在赤道附近的温度与地球相近，其他大部分时间和地方都极其寒冷。虽然人类已经在火星上发现了水的存在，但大部分都集中在火星南北极被二氧化碳形成的干冰覆盖的区域，包括火星表面和火星的大气都极为干燥，并不能直接利用。

更为致命的是，从行星演化的理论看来，火星是一颗“死亡”的星球，没有很强的内部活动来维持一个强大的磁场。这就导致火星表面直接暴露在致命的辐射之下，任何生物如果没有足够的防辐射措施都不可能在这样的环境生存。

改造火星何其难

尽管环境恶劣，但从“矮子里面拔高个”的原则来看，火星仍然是太阳系所有天体中最有可能被人类改造用来作为第二家园的选择。但目前人类还提不出真正合理可行的改造方案。

虽然改造火星的方案五花八门，但基本思想都是要将火星表面的二氧化碳充分释放， 这一方面可以提高火星的大气压，另一方面可以利用温室效应提高火星表面的温度，释放能够以液态形式存在的水，构成适宜植物生长的环境。然后，再利用光合作用慢慢增加大气中氧气的含量，使得动物或人可以呼吸。马斯克提出的“核爆”火星旨在通过核爆让火星极地冰帽汽化。他认为，这将是让火星变得足够暖和，从而让人类殖民者能够较为舒适地在那里生活的好办法。

上面的种种想法若要实现，不但需要建造规模极其庞大的设施，其所需的能源也远远超出人类在地球上可以获得的所有能源的总和。由于火星远离太阳，靠太阳能来实现这一过程的效率极低，且极为缓慢。目前人类还不知道火星上铀等矿藏的数量，而利用核反应堆来提供能源的可能性也极低，从地球运输核燃料的方式更不靠谱。

实际上，马斯克目前提出的所有设想，核心是火星与地球之间的人员及货物往返方案。但从实际情况来看，低成本运输不太可能支持人类对行星环境改造这一级别的物质运输能力。

对于火星环境改造来说，其实最致命的还是磁场。如果没有类似于地球的强大磁场，即便大气环境改造成功， 没有磁场保护的大气层也会被太阳风逐渐吹跑，根本无法保持住。

从目前火星探测的成果来看，过去火星的确存在比现在稠密得多的大气，正是由于太阳风的作用使其逐渐散失。如果不能阻止这一过程，对火星大气的改造毫无意义。从目前人类掌握的科技水平和工程能力来说，完全无法制造出规模达到一个行星全球范围，且强度足以阻挡太阳风侵蚀的磁场。没有强磁场保护的火星，不但维持不住大气，也无法阻挡危险的宇宙射线，无论如何是不适宜人类生存的。

移民火星需从长计议

既然改造火星如此困难，为什么还有那么多人提出要改造火星环境，甚至马斯克还提出要使人类成为“多行星物种” 呢？

持这种观点的人其核心依据是：地球曾经发生过多次大规模的生物灭绝事件，人类未来也必然会面临这样的事件。为了使人类文明能够延续，只有移民火星才能够避免全人类的灭绝。而事实上，即便地球出现了其演化历史上导致生物大灭绝的事件，例如大直径的小天体撞击地球，它的环境依然比现在的火星要好得多，比火星更加适合人类生存。

至少，在出现这样的事件时，地球的磁场是不可能被破坏的，所以地球上的生物仍然能够受到磁场的保护，不会被来自宇宙中的致命辐射杀死。而地球上的水资源也不可能消失，人类可以像灾难出现之前一样轻易地获得水资源。即便地球被天体撞击后的尘埃笼罩几千年，其温度也比目前火星的表面高得多。所以，这样的灾难也许会造成全球重大伤亡，但人类作为一个物种生存下来的难度，远比移民火星要小。

虽然在相当长的一段时间里，人类既没有改造火星的能力，也没有移民火星的必要，但派遣航天员登陆火星，甚至建立永久有人驻留的火星科考基地，还是非常必要的。这是因为人类对火星的研究可以使人类更好地去了解太阳系的历史和地球未来的命运。同时，人类也可以利用火星上的各种物质资源，进一步向太阳系深处进发。